Гібридний алгоритм спектрального зондування для когнітивного радіо в радіосистемі 6G

Автор(и)

  • Нішант Гаур Університет JECRC, Джайпур, Індія https://orcid.org/0000-0002-2819-1465
  • Ніді Гоур Університет JECRC, Джайпур, Індія
  • Хіманшу Шарма Університет JECRC, Джайпур, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023050023

Ключові слова:

6G, зондування спектру, гібридний алгоритм, узгоджений фільтр, детектування енергії, періодично стаціонарний

Анотація

У статті висвітлюються потенційні переваги запропонованого гібридного алгоритму для 6G. Можливість адаптації алгоритму враховує динамічні спектральні характеристики роботи 6G, забезпечуючи плавний перехід між різними спектральними станами. Гібридний підхід є перспективним для покращення використання спектру, зменшення перешкод і оптимізації загальної ефективності роботи системи зв’язку. Оскільки технологія 6G розвивається, застосування методів детектування енергії та періодично стаціонарного зондування спектру за допомогою гібридного алгоритму дає можливість отримати інноваційні методи, які можуть сформувати майбутнє безпроводового зв’язку, відкриваючи потенціал для покращеного зв’язку, ефективності та взаємодії з користувачем. За допомогою звичайних алгоритмів зондування спектру проаналізовано та проведено порівняння декількох параметрів, таких як ймовірність виявлення (Pd), ймовірність хибної тривоги (Pfa), ймовірність бітових помилок (BER) і спектральна густина потужності (PSD). За результатами доведено, що запропоновані гібридні алгоритми мають значну ефективність детектування при низькому співвідношенні сигнал/шум (SNR).

Посилання

Q. Wu, W. Wang, Z. Li, B. Zhou, Y. Huang, X. Wang, “SpectrumChain: a disruptive dynamic spectrum-sharing framework for 6G,” Sci. China Inf. Sci., vol. 66, no. 3, p. 130302, 2023, doi: https://doi.org/10.1007/s11432-022-3692-5.

A. Kumar, M. A. Albreem, M. Gupta, M. H. Alsharif, S. Kim, “Future 5G network based smart hospitals: Hybrid detection technique for latency improvement,” IEEE Access, vol. 8, pp. 153240–153249, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3017625.

A. Ivanov, K. Tonchev, V. Poulkov, A. Manolova, “Probabilistic spectrum sensing based on feature detection for 6G cognitive radio: A survey,” IEEE Access, vol. 9, pp. 116994–117026, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3106235.

A. Kumar, J. Venkatesh, N. Gaur, M. H. Alsharif, A. Jahid, K. Raju, “Analysis of hybrid spectrum sensing for 5G and 6G waveforms,” Electronics, vol. 12, no. 1, p. 138, 2022, doi: https://doi.org/10.3390/electronics12010138.

P. Deepanramkumar, N. Jaisankar, “BlockCRN-IoCV: Secure spectrum access and beamforming for defense against attacks in mmWave massive MIMO CRN in 6G Internet of connected vehicles,” IEEE Access, vol. 10, pp. 74220–74243, 2022, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3187745.

Z. Wei et al., “Integrated sensing and communication signals toward 5G-A and 6G: A survey,” IEEE Internet Things J., vol. 10, no. 13, pp. 11068–11092, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/JIOT.2023.3235618.

C. Chaccour, M. N. Soorki, W. Saad, M. Bennis, P. Popovski, M. Debbah, “Seven defining features of terahertz (THz) wireless systems: A fellowship of communication and sensing,” IEEE Commun. Surv. Tutorials, vol. 24, no. 2, pp. 967–993, 2022, doi: https://doi.org/10.1109/COMST.2022.3143454.

K. Kockaya, I. Develi, “Spectrum sensing in cognitive radio networks: threshold optimization and analysis,” EURASIP J. Wirel. Commun. Netw., vol. 2020, no. 1, p. 255, 2020, doi: https://doi.org/10.1186/s13638-020-01870-7.

A. Kumar, M. K. Sharma, K. Sengar, S. Kumar, “NOMA based CR for QAM-64 and QAM-256,” Egypt. Informatics J., vol. 21, no. 2, pp. 67–71, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.eij.2019.10.004.

A. Kumar, J. Venkatesh, N. Gaur, M. H. Alsharif, P. Uthansakul, M. Uthansakul, “Cyclostationary and energy detection spectrum sensing beyond 5G waveforms,” Electron. Res. Arch., vol. 31, no. 6, pp. 3400–3416, 2023, doi: https://doi.org/10.3934/era.2023172.

A. Kumar, P. NandhaKumar, “OFDM system with cyclostationary feature detection spectrum sensing,” ICT Express, vol. 5, no. 1, pp. 21–25, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.icte.2018.01.007.

A. Martian, M. J. A. Al Sammarraie, C. Vlădeanu, D. C. Popescu, “Three-event energy detection with adaptive threshold for spectrum sensing in cognitive radio systems,” Sensors, vol. 20, no. 13, p. 3614, 2020, doi: https://doi.org/10.3390/s20133614.

J. Lorincz, I. Ramljak, D. Begusic, “Algorithm for evaluating energy detection spectrum sensing performance of cognitive radio MIMO-OFDM systems,” Sensors, vol. 21, no. 20, p. 6881, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/s21206881.

M. Chaitra, S. Sinha, “Spectrum sensing in cognitive radio using energy detection: Comprehensive analysis,” in Proceedings of the Fist International Conference on Advanced Scientific Innovation in Science, Engineering and Technology, ICASISET 2020, 16-17 May 2020, Chennai, India, 2021, doi: https://doi.org/10.4108/eai.16-5-2020.2303966.

M. K. Giri, S. Majumder, “Cooperative spectrum sensing using extreme learning machines for cognitive radio networks,” IETE Tech. Rev., vol. 39, no. 3, pp. 698–712, 2022, doi: https://doi.org/10.1080/02564602.2021.1896979.

А. Кумар, “Уменьшение PAPR системы FBMC гибридным и k-гибридным методами,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 10, pp. 593–601, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019100029.

X. Fang, W. Feng, Y. Chen, N. Ge, Y. Zhang, “Joint communication and sensing toward 6G: Models and potential of using MIMO,” IEEE Internet Things J., vol. 10, no. 5, pp. 4093–4116, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/JIOT.2022.3227215.

А. Кумар, Х. Ратор, “Модифицированный метод DSLM для уменьшения PAPR в системах с FBMC,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 8, pp. 496–502, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019080053.

BER для релеївського каналу

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-05-30

Як цитувати

Гаур, Н., Гоур, Н., & Шарма, Х. (2023). Гібридний алгоритм спектрального зондування для когнітивного радіо в радіосистемі 6G. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 66(5), 271–280. https://doi.org/10.20535/S0021347023050023

Номер

Том 66 № 5 (2023): Технології 6G

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.